數(shù)據(jù)庫課程中索引原理的實驗教學設(shè)計

王玉善　鄭曉妹

摘要：該文針對本科數(shù)據(jù)庫原理課程中索引問題的教學現(xiàn)狀，分析實際教學中面臨的困難，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)環(huán)境，依照理論課教學知識點設(shè)計對應(yīng)的實驗內(nèi)容，增強學生感性認識，實踐中透徹理解索引的深刻內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；索引；數(shù)據(jù)環(huán)境；實驗設(shè)計；高校

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）22-0151-02

1引論

數(shù)據(jù)庫原理課程中索引部分的教學一直是高校本科教學中的難點。一般而言，內(nèi)容涉及索引的基本概念、分類、原理和適用場合等知識點，內(nèi)容大多泛泛而談。若增加理論課的教學深度，內(nèi)容上能夠講授清楚，但學生會感覺深奧抽象，依舊難以真正理解其應(yīng)用的目的和內(nèi)涵，無法在實際場景中根據(jù)不同需求創(chuàng)建合適的索引，真正提升查詢的效率。

2面臨的困難

造成如此教學現(xiàn)狀的根本原因是實踐環(huán)節(jié)缺乏合適的數(shù)據(jù)環(huán)境。眾所周知，只要數(shù)據(jù)表的實際存儲量足夠大時才有必要建立索引，從而對比分析引入索引的效果，體會索引的各種適用場合。而這個數(shù)據(jù)量足夠大的數(shù)據(jù)環(huán)境如何創(chuàng)建，又如何按照特定需求即時創(chuàng)建幾萬，幾十萬，幾百萬甚至千萬上億行的數(shù)據(jù)表，成為困擾教學的障礙。正因為如此，目前數(shù)據(jù)庫教材索引部分的實驗設(shè)計也多以按照指定要求創(chuàng)建索引并刪除索引等基本命令的練習為主，至于為什么創(chuàng)建這個索引，建立后對實際查詢時間的影響到底是多少，學生無從知曉。這樣的實驗環(huán)節(jié)根本沒有達到理論教學需要體會的深度，導(dǎo)致理論課虛無縹緲，不接地氣。

3實驗數(shù)據(jù)環(huán)境的創(chuàng)建

要解決索引教學面臨的困難，設(shè)計一個合適的數(shù)據(jù)環(huán)境勢在必行。該數(shù)據(jù)環(huán)境需具備以下兩點：

（1）對應(yīng)的數(shù)據(jù)需求最好簡單，便于理解，使得學生可以將精力放在研究索引和執(zhí)行效率上。

（2）表中插入數(shù)據(jù)行的數(shù)量級可以按需自行調(diào)整。

現(xiàn)以SQL Server 2008為例，給出創(chuàng)建兩張表S和SC并插入數(shù)據(jù)的腳本。

CREATE TABLE S

（Sno char（10）CONSTRAINT PK_S PRIMARY KEY，

Sname char（10），

Ssex char（2），

Sage tinyint，

ClassNo char（10）

）

GO

CREATE TABLE SC

（ID int IDENTITY（1，1）CONSTRAINT PK_SC PRIMARYKEY，

Sno char（10），

Cno char（10），

Grade int

）

GO

一向S表中插人測試數(shù)據(jù)

DECLARE @i int，@Sno char（10），@Sname char（10）

DECLARE @Ssex char（2），@Sage char（2），@ClassNo char（10）

SELECT@i=1

表S插入數(shù)據(jù)的行數(shù)由局部變量i的值決定；表Sc插入數(shù)據(jù)的行數(shù)是@i*@j，由局部變量i和j的值決定。學生可以根據(jù)需要隨時調(diào)整數(shù)據(jù)表的插人數(shù)據(jù)量。

4索引原理的實驗設(shè)計

創(chuàng)建好所需的實驗數(shù)據(jù)環(huán)境，教師就可以按照理論教學的第13卷第22期（2017年8月）不同深度，針對各個知識點分別設(shè)計對應(yīng)的實驗內(nèi)容，理論與實踐緊密結(jié)合，理論課的每個點真正落地，透徹理解索引的內(nèi)涵?，F(xiàn)以索引理論教學中最基本的概念為例給出對應(yīng)的實驗設(shè)計：

（1）理解索引的作用。

在S表的Sname列上創(chuàng)建不唯一非聚集索引，然后查詢指定學生姓名的基本信息，從10讀取、執(zhí)行時間、執(zhí)行計劃等方面對比建立索引前后的區(qū)別，體會索引的作用。

（2）理解索引的適用場合。

在s表的Ssex列上創(chuàng)建不唯一非聚集索引，然后查詢指定性別的學生基本信息，從10讀取、執(zhí)行時間、執(zhí)行計劃等方面對比建立索引前后的區(qū)別。最后對比分析姓名列和性別列上創(chuàng)建索引前后的執(zhí)行情況，刪除不必要的索引。

（3）幫助學生理解創(chuàng)建復(fù)合索引的注意事項。

分別在SC表（Sno，Cno）列和（cn，Sno）列上創(chuàng)建復(fù)合索引，執(zhí)行語句SELECT * FROM sC WHERE Sno=～20000AND Cno=c10，查看并記錄10統(tǒng)計信息、執(zhí)行時間和圖形化執(zhí)行計劃，體會復(fù)合索引中屬性列的不同順序?qū)?zhí)行計劃和執(zhí)行時間的影響。

另外，在該數(shù)據(jù)環(huán)境下還可以設(shè)計實驗幫助學生理解查詢優(yōu)化，體會使用不同查詢語句實現(xiàn)同一查詢要求時執(zhí)行計劃的區(qū)別，深入理解查詢優(yōu)化問題。

5結(jié)束語

創(chuàng)建數(shù)據(jù)環(huán)境，實驗中擺脫傳統(tǒng)的學習索引相關(guān)命令，而是將理論中的各知識點納入實驗設(shè)計中逐一體會理解，使得理論課內(nèi)容順利著陸，增強學生感性認識，在實踐中透徹理解索引的深刻內(nèi)涵，有效提升了學生的理解深度，提高了解決實際問題的能力。endprint